ГОСТ ISO 230-1-2018. Межгосударственный стандарт. Нормы и правила испытаний станков. Часть 1. Геометрическая точность станков, работающих на холостом ходу или в квазистатических условиях
4 Допуски
4.1 Общие положения
Допуски идентифицируют допустимые погрешности характеристик металлорежущего станка и геометрической точности параметров, подлежащих расчету и определению в соответствии с функциональными требованиями. При установлении допуска учитывают требования производства, сборки и контроля.
Допуски выражаются в единицах измерения, соответствующих характеристикам, измеряемым в процессе испытания.
4.1.1 Правила, касающиеся допусков и зон соответствия
При определении допуска и оценке его соответствия уже установленным допускам принимают во внимание погрешность измерения (см. 5 и 6.3). Зоны соответствия и несоответствия определяют согласно правилам, приведенным в ISO 14253-1 [см. рисунок 29 a) и b)].
1 - зона соответствия; 2 - зона несоответствия; T1 - зона
одностороннего допуска, т.е. EZX прямолинейности 0,012 мм;
T2 - зона двустороннего допуска, т.е. (100 мм +/- 0,006) мм;
U - погрешность измерения
Рисунок 29 - Определение зон соответствия и несоответствия
для односторонних и двусторонних допусков
Пример - Допуск биения - x, мм.
Погрешность измерения - y, мм.
Максимально допустимое различие в показаниях прибора в процессе испытания - x - y, мм (зона соответствия).
Другие способы определения зоны соответствия являются предметом соглашения между партнерами (поставщиком/производителем и пользователем).
Если определение геометрической точности параметров проведено неоднократно, рассчитывают среднее арифметическое значение этих параметров. Таким образом, разброс результатов таких измерений компенсирует неточность самих измерений.
4.1.2 Установленные пределы измерения
Для всех испытаний, описанных в настоящем стандарте, если пределы измерения не установлены иным способом, в качестве допусков указывают максимально допустимые величины для параметров, определение пределов которых является целью соответствующего вида измерения (измерения длины - для контроля прямолинейности, объема - для контроля объемной точности, диапазона прилагаемых усилий - для контроля упругой деформации и гистерезиса и т.д.).
Если допуск установлен для заданного предела, допуск для иного предела, сопоставимого с первым, определяют по правилу пропорции. Например, если допуск T1 установлен для длины измерения L1, а допуск T2 - для длины измерения L2, то допуск TL для длины измерения между L1 и L2 можно определить по правилу пропорции:
L <= L1 : TL = T1; (6)
; (7)
L <= L2 : TL = T2. (8)
Для длины измерения, существенно отличающейся от установленной (например, имеющаяся в распоряжении длина 30 мм вместо установленных 300 мм), правило пропорции неприменимо.
4.1.3 Локальные допуски
Допуски применимы к результатам измерений по всему диапазону измерений при отсутствии определенных условий.
Локальные допуски устанавливают, ссылаясь на частичные измерения предельных значений. Не допускается определение локальных допусков путем простого применения правила пропорции. Определение локальных допусков должно учитывать функциональные требования и требования контроля, связанные с испытуемыми характеристиками и компонентами.
Для установления локальной погрешности прямолинейности линейного перемещения осей применяют непосредственно определение 3.4.10, но базовую прямую линию рассчитывают для локальной длины измерения (см. рисунок 30).
1 - общая погрешность прямолинейности; 2 - локальная длина
измерения; 3 - локальная погрешность прямолинейности;
4 - конечные точки базовой прямой линии, с которой
связаны результаты измерения локальной
прямолинейности; M, N - конечные точки базовой прямой
линии, с которой связаны измерения
прямолинейности, проводимые на всей длине измерения
Рисунок 30 - Локальная погрешность прямолинейности
Дополнительное внимание обращают на точное определение локальных допусков для погрешностей параллельности и перпендикулярности между линейными перемещениями осей.
Погрешность параллельности и перпендикулярности между линейными перемещениями осей касается углового соотношения между базовой прямой линией, связанной с траекторией проверяемой оси, и траекторией данной оси. При определении путем испытаний локальных погрешностей параллельности и перпендикулярности четко устанавливают, рассчитывается ли базовая прямая линия, связанная с траекторией проверяемой оси, по результатам измерения на всей длине этой траектории или по результатам локальных измерений на траектории упомянутой оси (см. рисунки 31 - 33).
1 - базовая прямая линия, связанная с измерением EXZ на всей
траектории оси Z; 2 - наклон базовой прямой линии 1;
- угол наклона в точках Z1, ZX (положительное значение);
3 - базовая прямая линия, связанная с измерением EXW;
4 - наклон базовой прямой линии 3; - угол наклона
(положительное значение); 5 - базовая прямая линия,
связанная с измерением EXZ на длине измерения LZ, начиная
с Z1; 6 - наклон базовой прямой линии 5; - угол наклона
(отрицательное значение, как показано на рисунке);
EXZ - измеренное в плоскости ZX отклонение
от прямолинейности оси Z относительно физической базовой
прямой линии, соосной с осью W; EXW - измеренное в плоскости
ZX отклонение от прямолинейности оси W относительно
физической базовой прямой линии, соосной с осью W;
LZ - локальная длина измерения на оси Z
Примечание - Локальная погрешность параллельности:
.
Рисунок 31 - Расчет локальной погрешности параллельности
оси Z относительно базовой оси W на всей ее траектории
1 - базовая прямая линия, связанная с измерением EXZ на всей
траектории оси Z; 2 - наклон базовой прямой линии 1;
- угол наклона (положительное значение); 3 - базовая
прямая линия, связанная с измерением EXW; 4 - наклон базовой
прямой линии 3; - угол наклона (положительное значение);
5 - базовая прямая линия, связанная с измерением EXZ
на длине измерения LZ, начиная с Z1; 6 - наклон базовой
прямой линии 5; - угол наклона (отрицательное значение);
7 - базовая прямая линия, связанная с измерением EXW
на длине измерения LW, начиная с W1; 8 - наклон базовой
прямой линии 7; - угол наклона (отрицательное значение);
EXZ - измеренное в плоскости ZX отклонение
от прямолинейности оси Z относительно физической базовой
прямой линии, соосной с осью W; EXW - измеренное в плоскости
ZX отклонение от прямолинейности оси W относительно
физической базовой прямой линии, соосной с осью W;
LW - локальная длина измерения на оси W; LZ - локальная
длина измерения на оси Z
Примечание - Локальная погрешность параллельности:
.
Рисунок 32 - Расчет локальной погрешности параллельности
оси Z относительно базовой оси W на локальном отрезке ее
траектории
Рисунок 33 - Расчет локальной погрешности
перпендикулярности между осями линейного перемещения
Технические требования к локальным допускам на погрешности параллельности и перпендикулярности между двумя осями линейного перемещения определяют на коротких отрезках длины измерения, по возможности стремящимся к незначительности. Результаты таких измерений могут оказаться значительно , чем получаемые при измерениях на реально используемых длинах.
Пример - Установление допусков на погрешности прямолинейности, параллельности и перпендикулярности может производиться по следующим трем альтернативным вариантам, связанным для упрощения с определением погрешности параллельности базовой оси Z и проверяемой оси W:
a) никаких установлений локальных допусков.
Погрешность параллельности оси Z относительно оси W на всем протяжении хода оси W (соответствует линиям 1 и 3 на рисунке 31);
b) установление только локальных допусков для оси Z.
Погрешность параллельности оси Z относительно оси W для каждого отрезка длиной 300 мм, полная длина хода оси W; локальная длина измерения для оси Z равна 300 мм; расчет максимальной разности показаний на протяжении каждого отрезка оси Z (соответствует линиям 5 и 3 на рисунке 31, тогда как для расчета принимается, что Z1 изменяется от 0 до "минус 300 мм");
c) Установление локальных допусков как для оси Z, так и для оси W.
Погрешность параллельности оси Z относительно оси W для каждого отрезка длиной 300 мм обеих указанных осей; локальная длина измерения для обеих осей равна 300 мм; расчет максимальной разности показаний на всех возможных отрезках осей Z и W (соответствует линиям 1 и 7 на рисунке 32, тогда как для расчета принимается, что Z1 и W1 изменяются от 0 до "минус 300 мм").
Установление локальных допусков в первую очередь отражает функциональные требования, но по усмотрению может быть использовано для практического испытания станка.
4.1.4 Полные или суммарные допуски
Во многих случаях полные допуски используют для ограничения геометрического параметра, являющегося результатом воздействия некоторых геометрических погрешностей. Такой параметр определяют при помощи простого измерения, без индивидуального распознавания или измерения каждой погрешности.
Пример - За биение шпинделя следует принимать сумму погрешностей: его округлости в плоскости ab, которой касается щуп измерительного прибора, соосности между геометрической осью и осью вращения шпинделя, радиального смещения оси вращения шпинделя в плоскости ab (см. рисунок 34).
1 - средняя осевая линия; 2 - геометрическая ось шпинделя;
ab - плоскость измерения; OT - полный допуск (биения)
Рисунок 34 - Полный допуск на биение вращающегося шпинделя

